1、1物联网技术在城市水务远程监控的应用介绍【摘要】现代城市水务监控系统一般仍停留在有人值守的初级阶段，这样给城市水务的监控人员的工作带来很多不便，本文进行了积极探索和尝试，通过应用统一的行业标准、集中监测和远程控制等技术手段，成功在河北省河间市建设该系统，应用后取得理想的效果，充分地论证了该系统应用的广泛性和可靠性。现将该系统的特点和整体思路进行介绍，希望能为城市供水行业提供借鉴。 【关键词】物联网 城市水务 远程监控 自动化仪表 中图分类号：F291.1 文献标识码：A 文章编号： 河北省河间市的水源地分布在市中心之外的 35 个地点，分布区域广，地里位置分散，距离水厂较远，在监控系统改造前，
2、水务监控的人员调配和物力的整合费时费力，本人在参加市里的组织调研之后，为上级组织提出该方案，并通过实际建设，解决了该市水务监控多年的弊病，本文的技术方案也得到进一步论证。 1 系统总体结构设计 图 1 为该监控系统的总体结构图。本系统分为监控主站层、监控中心站层和巡检层组成。 2图 1 远程监控系统总体结构图 2 系统硬件组成及功能 主站层硬件组成：水源地总共有 5 个主站，分别带 6 个从站，主从站之间通过 PROFIBUS 串级连接，形成闭合回路。在每个主站都有一个无线发送和接收天线装置，型号为：（日精 ND250A） 。在每个主从站的室内都有控制本地井泵的小型西门子 PLC200 模块，
3、并配置了电流变送器、电压变送器，温度变送器、压力变送器、液位变送器和流量变送器等仪表；项目后期增加 35 个普通 USB 摄像头1。 功能：与传统的仅限监视功能不同的是，本设计中采用了接收发送装置后，既能满足监视的目的，又能实现实时的远程的控制。可以对井泵系统进行启停控制；电流、电压显示，以及水管网的水温、水压、液位和流量数值的显示，有授权的用户可观察任意一个水源地的室内情况。中心层硬件组成：无线主机一台、服务器、网络接口、组网模块、服务器 1 台、工程师站 3 台、操作员站 3 台和主仪表机柜（西门子 300系列模块组成，未做冗余） 。 功能：实现与 5 个水源地主站的无线通讯，实时发送指令
4、包。通过安全可靠的互联网络，让有授权的人员可以随时了解水源地状况。相关的水表流量、水井水位、管网压力及用户水泵的电流、电压的数据采集等都可以自动存入上位机的数据库后台。正常和异常情况的出现，在水厂的控制室内都能第一时间获悉，同时会通过互联网络，自动传递信息3给指定移动终端用户，便于及时处理。 3 远程监控系统的设计方法 3.1 主站的设计和实现 主站与从站之间的通讯很容易实现，重点和难点在主站与中心站之间的数据交换。本人以 MODBUS 协议为统一的通信协议，监控中心每隔 3秒依次扫描各个主站系统，各主站按照预先设定的格式，以数据压缩包的形式将数据传送到监控中心服务器，根据协议标准将数据进行还
5、原处理后，按照要求显示在监控组态界面上。同时，监控中心还能够对任意主从站发出操作指令，同样是以数据包的形式发出，通过各自站点的 PLC处理模块（Programmable Logic Controller 可编程逻辑控制器）作为远程终端的设备实现远程控制功能。 3.2 中心站的设计和实现 对于现场水源地的数据接收和发送，均按照主从站的相关设计进行设置和优化处理，而对于从监控中心站与网内指定移动终端的数据交换，需要通过 Web 服务器接入 Internet 网，用户可通过计算机或移动终端设备登录因特网，远程实时地监控。 监控中心负责所有水源地的数据采集工作，包括解析接收到的井泵系统的运行状态和有关
6、仪表数据，以及摄像监控信息，同时将信息存储在数据库中，本设计中存储器容量为 10TB，可以为用户存储 6 个月的压缩监控画面和数据包，过期的数据将被自动替换。 因为中心站的 300PLC 采用的是 MODBUS 通讯协议，所以对 PLC 的端口通讯必须做初始化设置2： 4LDSM0.1/ 开始对 PLC 端口初始化设置 MOVE9，SMB30/将通讯端口的参数设置为“9600N81” MOVE16#E0，SMB87/允许接收端口信息并使用起始字符和结束字符检测 MOVE103，SMB88/起始字符为 ASCII 码的 g MOVE71，SMB89/起始字符为 ASCII 码的 G MOVE18
7、，SMB94/允许接收的字符数为 18 个字节 ATCHRCV_INT,23/以中断方式接收主站 PLC 数据 ATCHXMT_INT,9/以中断方式发送中心站 PLC 数据 RCVVB100,0/将 PLC 通讯端口 0 接收到的数据存放在 VB100 开始的单元 ENI /中断指令 3.3 PLC 读写数据关键操作3 PLC 数据的读写是根据定义的数据存储类型操作的。对于字节、字、双字、实数和 I0 端口各自有定义的数据特征字，在下位 PLC 程序中通过对数据特征字的解析后，来确定读取数据的字节数。对 I0 端口的数据读写操作则是根据定义的地址编码直接读出相应的状态信息。每组收发数据的存储单元从 VB100 到 VB117 共 18 个字节。由前述的数据发送量的定义可知，每组数据的 Byte5Byte8 代表 PLC 数据的寻址地址，由于每次读写的地址不同，Byte5Byte8 字节给定的是地址指针，PLC 程序以此指针采用间接寻址的方式，设定 Byte5Byte8 存放在 PLC 的VB104VB107 单元，其间址指令则为： 5MOVD 大连海事大学,2010,9.
